DE3905498A1 - Vorrichtung zur steuerung der verbrennungsbedingungen bei einer verbrennungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Es ist eine Vorrichtung zur Steuerung der Verbrennungs­ bedingungen einer mehrere Zylinder aufweisenden Ver­ brennungsmaschine bekannt, bei der ein oder mehrere Verbrennungsbedingungs-Steuerparameter, wie der Zünd­ zeitpunkt, das Luft/Brennstoff-Verhältnis einer zu den Maschinenzylindern gführten Luft/Brennstoff-Mischung, oder der Vorverdichtungsdruck gesteuert werden zur Ver­ hinderung des Klopfens in den Verbrennungszylindern, wenn ein in jedem Zylinder auftretendes Klopfen durch einen Klopfdetektor festgestellt wird, beispielsweise einen Innendrucksensor zur Erfassung von Änderungen des Innendruckes des Verbrennungszylinders. Die Ver­ öffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmel­ dung Nr. 61-2 15 942 z. B. offenbart eine Steuervorrichtung mit an den Verbrennungszylindern angeordneten Innen­ drucksensoren. Bei einer derartigen Vorrichtung wird ein auftretendes Klopfen in jedem Verbrennungszylinder durch den zugeordneten Innendrucksensor festgestellt, und der Zündzeitpunkt jedes Verbrennungszylinders wird in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des entsprechenden Innendrucksensors gesteuert, um einen kritischen Zeit­ punkt zur Verhinderung des Auftretens eines Klopfens zu erhalten. Dies heißt, daß in einer derartigen be­ kannten Vorrichtung die Steuerung des Zündzeitpunktes eines Verbrennungszylinders in Abhängigkeit vom Aus­ gangssignal des zugeordneten Innendrucksensors bewirkt wird.

Eine solche Steuervorrichtung kann das Auftreten eines Klopfens mit einer hohen Empfindlichkeit feststellen, da der Innendrucksensor Änderungen des Innendruckes im zugehörigen Verbrennungszylinder direkt erfassen kann. Hierbei benötigt jedoch jeder Verbrennungszylinder einen eigenen Innendrucksensor, und daher wird die Verarbei­ tung der Ausgangssignale der Innendrucksensoren aufwen­ dig und umständlich, und die Herstellungskosten der Vorrichtung erhöhen sich.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung der Verbrennungsbedin­ gungen einer mehrere Verbrennungszylinder aufweisenden Verbrennungsmaschine zu schaffen, bei der die Verbren­ nungsbedingungen der Maschine mit hoher Empfindlichkeit mit einer minimalen Anzahl von Verbrennungsbedingungs­ sensoren erfaßt werden, und die Steuerung der Verbren­ nungsbedingungen jedes Verbrennungszylinders in Abhängig­ keit von den Ausgangssignalen der Verbrennungsbedingungs­ sensoren bewirkt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merk­ male. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung betrifft demnach eine Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungsbedingung einer Verbren­ nungsmaschine mit mehreren Verbrennungszylindern, und sie kennzeichnet sich durch eine Einrichtung zur Er­ fassung einer Betriebsbedingung der Maschine, eine Ein­ richtung zur Erfassung einer Verbrennungsbedingung in wenigstens einem vorbestimmten Verbrennungszylinder, und eine Einrichtung zur Steuerung wenigstens eines Verbrennungsbedingungs-Steuerparameters in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Einrichtungen zur Erfassung einer Betriebsbedingung und einer Verbrennungsbedingung zur Erzielung einer optimalen Verbrennungsbedingung in jedem der Verbrennungszylinder der Maschine.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Verbrennungsmaschine mit vier Zylindern ent­ sprechend einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Innendrucksensor an der Maschine zur Erfassung des Innendrucks im Verbrennungszy­ linder,

Fig. 3 eine Form des Ausgangssignals des Innendruck­ sensors,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Klopfdetektorschal­ tung,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Maschine für das erste Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Maschine für ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Maschine für ein drittes Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Verbrennungsmaschine für ein viertes Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 9 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Maschine für das vierte Ausführungsbeispiel nach Fig. 8,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Verbrennungsmaschine für ein fünftes Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Klopfdetektorschal­ tung nach Fig. 10,

Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Maschine für das fünfte Ausführungsbeispiel nach Fig. 10,

Fig. 13 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Verbrennungs­ maschine für ein sechstes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 14 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der Verbrennungsbedingungen einer Verbrennungs­ maschine für ein siebentes Ausführungsbeispiel.

(1) Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild für ein erstes Aus­ führungsbeispiel der Vorrichtung. Bei dieser weist eine Verbrennungsmaschine 1 vier Verbrennungszylinder 1 A-1 d auf. Diese sind mit (nicht gezeigten) Zündkerzen ver­ sehen, die jeweils mit Zündspulen 21-24 verbunden sind. Ein als Klopfsensor verwendeter Innendrucksensor ist auf einem der Zylinder der Maschine 1 angebracht, beispielsweise dem ersten Verbrennungszylinder 1 a, und erzeugt ein analoges Ausgangssignal, das dem Innendruck im ersten Zylinder 1 a proportional ist. Die Maschine 1 hat einen Lufteingangsdurchgang (nicht gezeigt) zur Zu­ führung von Luft zu den Zylindern 1 a-1 d. Ein Luft­ drucksensor 6 ist an der Maschine 1 angebracht zur Er­ fassung des Druckes der durch den Lufteingangsdurchgang in die Zylinder 1 a-1 d eingeführten Luft und zur Er­ zeugung eines analogen Ausgangssignals in Abhängigkeit von den Änderungen des Luftdruckes in einem Luftein­ gangsdurchgang. Die Maschine 1 besitzt auch einen Kurbel­ winkelsensor 5 zur Erzeugung eines Kurbelwinkelsignals, das die Drehwinkelstellung der Kubelwelle der Maschine 1 darstellt, und eines Zylinderidentifikationssignals zur Identifizierung der Zylinder 1 a-1 d.

Eine Steuerschaltung 4 für die Maschine 1, die durch eine strichlierte Umrandung in Fig. 1 angedeutet ist, hat die im Blockschaltbild dargestellte allgemeine Ausbil­ dung. Eine mit dem Innendrucksensor 3 verbundene Klopf­ detektorschaltung 41 dient zur Prüfung, ob ein Klopfen im ersten Zylinder 1 a auftritt, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Innendrucksensors 3, und zur Erzeu­ gung eines analogen Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Stärke des Klopfens. Die analogen Ausgangs­ signale der Klopfdetektorschaltung 41 und des Luftdruck­ sensors 6 werden durch einen Analog/Digital-Wandler 42 in ein digitales Signal umgewandelt. Ein Mikrocomputer 43 enthält eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 431, einen Festwertspeicher (ROM) 432, einen Speicher 433 mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eine Eingangs/Ausgangs- Torschaltung 434 und eine Ausgangs-Torschaltung 435. Die Eingangs/Ausgangs-Torschaltung 434 ist mit dem Ana­ log/Digital-Wandler 42 und dem Kurbelwinkelsensor 5 verbunden. Die Ausgangs-Torschaltung 435 ist mit einem Zünder 44 verbunden, an den die Zündspulen 21-24 an­ geschlossen sind. Der Mikrocomputer 43 erzeugt ein Zünd­ signal auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals und des Zylinderidentifikationssignals, die vom Kurbelwin­ kelsensor 5 zugeführt werden. Das Zündsignal wird zum Zünder 44 geliefert, und die Zündspulen 21-24 werden dann vom Zünder 44 gesteuert.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der Innendrucksensor vom piezoelektrischen Typ in diesem Ausführungsbeispiel eine ringförmige Konfiguration und ist zwischen einem Zylinderkopf 10 des ersten Zylinders 1 a und einer an diesem befestigten Zündkerze 11 angeordnet. Wie Fig. 3 zeigt, entspricht die Wellenform des vom Innendrucksen­ sor 3 erzeugten Ausgangssignals den Änderungen des Innendrucks im ersten Zylinder 1 a, die von der Verbren­ nungsbedingung in diesem Zylinder abhängen, und daher ist es möglich, Vibrationen des Innendruckes im ersten Zylinder 1 a, die durch ein Klopfen hervorgerufen wer­ den, über das Ausgangssignal des Innensensors 3 festzu­ stellen. Das heißt, daß der Innendrucksensor 3 als ein Verbrennungsbedingungsdetektor verwendet werden kann.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, enthält die Klopfdetektor­ schaltung 41 einen mit dem Innendrucksensor 3 verbun­ denen Ladeverstärker 412, ein mit dem Ladeverstärker 412 verbundenes Bandpaßfilter 413, einen mit dem Band­ paßfilter 413 verbundenen Störpegeldetektor 414, eine mit dem Bandpaßfilter 413 und dem Störpegeldetektor 414 verbundene Vergleichsschaltung 415, und einen mit der Vergleichsschaltung 415 verbundenen Integrator 416. Das Ausgangssignal des Innendrucksensors 3 wird durch den Ladeverstärker 412 in ein Spannungssignal umgewan­ delt, und dieses Spannungssignal wird durch das Band­ paßfilter 413 so gefiltert, daß es nur in einem vorbe­ stimmten Frequenzbereich auftritt, der auf die im ersten Zylinder 1 a aufgrund eines Klopfens erzeugten Druck­ vibration bezogene Frequenzkomponenten enthält. Das vom Bandpaßfilter 413 gefilterte Spannungssignal wird dann in den Störpegeldetektor 414 und in die Ver­ gleichsschaltung 415 eingegeben. Eine Schwellenspannung zur Eliminierung der Störfrequenzkomponente des vom Bandpaßfilter 413 ausgegebenen Spannungssignals wird vom Störpegeldetektor 414 erzeugt und der Vergleichs­ schaltung 415 zugeführt. Die Vergleichsschaltung 415 vergleicht das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 413 mit der Schwellenspannung des Störpegeldetektors 414 und gibt ein Spannungssignal aus, das nur eine auf die im ersten Zylinder 1 a aufgrund eines Klopfens erzeugten Druckvibrationen bezogene Frequenzkomponente enthält. Das von der Vergleichsschaltung 415 ausgegebene Span­ nungssignal wird dann im Integrator 416 integriert. Demgemäß kann die Klopfdetektorschaltung 41 ein Span­ nungssignal ausgeben, das der Stärke des im ersten Zy­ linder 1 a der Maschine 1 auftretenden Klopfens ent­ spricht.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Verbrennungsbedingungssteuerung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel. Dieses Steuerprogramm ist im Fest­ wertspeicher 432 des Mikrocomputers 43 gespeichert. Wie Fig. 5 zeigt, schreitet das Programm, wenn die Steuerschaltung 4 durch einen (nicht gezeigten) Schlüssel­ schalter eingeschaltet wird, vom Schritt 101 zum Schritt 102. Im Schritt 102 wird die Eingangs/Ausgangs-Tor­ schaltung 434 in den Eingangs- oder den Ausgangsbetrieb gesetzt, und erforderliche Daten werden im Speicher 433 initialisiert, nachdem alte Daten gelöscht wurden. Im Schritt 103 werden von der Zentralverarbeitungsein­ heit 431 eine Drehgeschwindigkeit N der Maschine 1 auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsen­ sors 5 und eine Maschinenlast L auf der Basis des Aus­ gangssignals des Luftdrucksensors 6 berechnet. Im Schritt 104 wird ein Grundwert R _B der Zündzeitpunkte der Zylinder 1 a-1 d über eine vorbestimmte im Festwert­ speicher 432 enthaltene Zündzeitpunktdatentabelle ent­ sprechend den im Schritt 103 berechneten Werten für die Maschinengeschwindigkeit N und die Maschinenlast L be­ rechnet, und dieser Grundwert R _B wird dann im Speicher 433 mit wahlfreiem Zugriff gespeichert. Im Schritt 105 werden die Verbrennungszylinder 1 a-1 d auf der Grund­ lage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 5 identifiziert. Im nächsten Schritt 106 wird dann ge­ prüft, ob der im Schritt 105 identifizierte Zylinder der erste Zylinder 1 a ist oder nicht. Wenn dies nicht der Fall ist, springt das Programm zum Schritt 111. Wenn dieser der erste Zylinder ist, geht das Programm zum Schritt 107 über, in dem der Grundwert R _B des Zünd­ zeitpunktes des ersten Zylinders 1 a um einen vorbestimmten Wert R _C erhöht wird. Dies bedeutet, daß der Zündzeit­ punkt des ersten Zylinders 1 a gegenüber den Zündzeit­ punkten der anderen Zylinder 1 b-1 d um einen bestimmten Kurbelwinkel nach vorn verschoben wird, so daß der erste Zylinder 1 a eine Verbrennungsbedingung aufweist, bei der ein Klopfen eher auftritt als in den anderen Zylindern 1 b-1 d. Im Schritt 108 wird dann geprüft, ob ein Klopfen im ersten Zylinder 1 a auftritt. Wenn dies der Fall ist, schreitet das Programm zum Schritt 109, in dem ein Zeitmeßzähler, der später näher beschrieben wird, gelöscht wird. Im Schritt 110 wird dann ein Steuerwert R _R zur Verzögerung des Zündzeitpunktes nach­ geführt, indem zu diesem ein vorbestimmter Korrektur­ wert ΔR addiert wird. Im Schritt 111 wird dann der End­ wert R für den Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a erhalten, indem der im Schritt 107 bestimmte Grundwert R _B um die gesteuerte Variable R _R verringert wird. Dann wird im Schritt 112 ein Zündzeitpunktbefehl von der Zentralverarbeitungseinheit 431 an den Zünder 44 gegeben, der auf dem Wert R des Zündzeitpunktes beruht. Dann geht das Programm zum Schritt 103 zurück und seine Aus­ führung wird wiederholt. Dadurch wird der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a so gesteuert, daß ein Klopfen vermieden wird.

Wenn im Schritt 108 kein Klopfen festgestellt wird, geht das Programm zum Schritt 113 über. In diesem Schritt 113 wird geprüft, ob ein im Zeitmeßzähler gebildeter Zählwert M nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Wert M₀. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Zentral­ verarbeitungseinheit 431 und der Speicher 433 als Zeit­ meßzähler verwendet. Das heißt, die Zentralverarbeitungs­ einheit 431 zählt die Taktimpulse zur Steuerung eines Arbeitsvorganges in der Zentralverarbeitungseinheit 431 und führt dann den im Speicher 433 enthaltenen Zählwert M nach, wann immer die Zentralverarbeitungseinheit 431 einen Impuls zählt. Wenn der gezählte Wert M geringer ist als der Wert M ₀, geht das Programm zum Schritt 111 über. Wenn der gezählte Wert M nicht geringer ist als der Wert M ₀, dann führt das Programm den Schritt 114 aus, indem der im Speicher 433 gespeicherte Zählwert M gelöscht wird. Weiterhin wird im Schritt 115 ein Steuerwert R _R zur Verzögerung eins Zündzeitpunktes nachgeführt, indem dieser durch den vorbestimmten Korrekturwert ΔR verringert wird. Das bedeutet, daß der Steuerwert R _R zur Verzögerung des Zündzeitpunktes um den vorbestimmten Korrekturwert ΔR herabgesetzt wird, wenn kein Klopfen auftritt, bis der Zählwert M gleich dem Wert M ₀ wird.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, wird der Grund­ wert R _B des Zündzeitpunktes des ersten Zylinders 1 a in voreilender Richtung nachgeführt, indem der vorbe­ stimmte Wert R _C zu ihm addiert wird. Dann wird der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a in verzögernder Richtung verschoben, um das Auftreten eines Klopfens zu vermeiden, wenn ein Klopfen im ersten Zylinder 1 a fest­ gestellt wird. Die Zündzeitpunkte der anderen Zylinder 1 b-1 d werden der Reihe nach auf der Basis des Grund­ wertes R _B gesteuert, der mittels der Zündzeitpunkte­ datentabelle und des zur Steuerung des Zündzeitpunktes des ersten Zylinders 1 a verwendeten Steuerwertes R _R be­ stimmt wurde, und so werden die anderen Zylinder 1 b- 1 d in einem geeigneten Verbrennungszustand gehalten, indem ein Klopfen nicht auftritt.

(2) Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm als zweites Ausführungs­ beispiel der Erfindung. Dieses zweite Ausführungsbei­ spiel umfaßt die gleichen Bestandteile wie das erste Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 und 4, und die Ausbildung der Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungs­ beispiel ist im wesentlichen die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels mit der Ausnahme, daß das zweite Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Einrichtung zur Prüfung einer Arbeitsbedingung der Maschine ent­ hält, die die Zündzeitpunkte des ersten Verbrennunszy­ linders auf dem gleichen Wert wie dem der anderen Ver­ brennungszylinder der Maschine hält, wenn die Maschine sich in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet.

Gemäß Fig. 6 ist der Programmablauf in den Schritten 101 bis 104 des zweiten Ausführungsbeispiels wie der gleiche wie in den Schritten 101-104 des ersten Aus­ führungsbeispiels nach Fig. 5. Weiterhin ist der Pro­ grammablauf in den Schritten 106-116 des zweiten Aus­ führungsbeispiels der gleiche wie der in den Schritten 105-115 des ersten Ausführungsbeispiels. Im Schritt 105 des zweiten Ausführungsbeispiels wird auf der Grund­ lage der Maschinendrehgeschwindigkeit N und der Ma­ schinenlast L geprüft, ob die Maschine 1 sich in einem vorbestimmten Betriebszutandsbereich befindet, in wel­ chem eine Zündzeitpunktsteuerung erforderlich ist, um das Auftreten eines Klopfens zu verhindern, nachdem der Grundwert R _B der Zündzeitpunkte der Zylinder 1 a-1 d im Schritt 104 berechnet und im Speicher 433 gespeichert wurde. Wenn dies der Fall ist, geht das Programm zum Schritt 106 über und vollführt dann den gleichen Steuervorgang wie im ersten Ausführungs­ beispiel. Wenn das Ergebnis des Schrittes 105 jedoch zeigt, daß dies nicht der Fall ist, geht das Programm im Schritt 117 weiter, indem der Zündzeitpunkt auf einen Wert R gesetzt wird, der gleich dem in Schritt 104 er­ haltenen Grundwert R _B ist. Dies bedeutet, daß, wenn die Maschine 1 sich in einem Betriebszustandsbereich be­ findet, indem ein Klopfen in den Zylinder 1 a-1 d nicht auftritt, jeder der Zylinder 1 a-1 d mit Zündzeitpunkten betrieben wird, die die gleichen sind wie die von der Zündzeitpunktdatentabelle bestimmten. Demgemäß wird der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a nicht übermäßig in die voreilende Richtung eingestellt, wenn sich die­ ser Zylinder in einem Zustand befindet, indem eine Klopfsteuerung nicht erforderlich ist. Auf diese Weise können alle Zylinder 1 a-1 d mit optimalen und wirk­ samen Zündzeitpunkten betrieben werden.

(3) Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 7 zeigt das Flußdiagramm für ein drittes Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses dritte Ausführungsbeispiel umfaßt die gleichen Bestandteile wie das erste Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 und 4, und die Ausbildung der Vorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen die gleiche wie die des zweiten Ausführungsbeispiels mit der Aus­ nahme, daß das dritte Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Einrichtung zur Durchführung einer Zündzeitpunkt­ steuerung für die Zylinder 1 b-1 d auf der Grundlage einer gesteuerten variablen zur Verzögerung des Zünd­ zeitpunktes des ersten Zylinders 1 a nur dann, wenn diese gesteuerte Variable größer als ein vorbestimmter Wert ist, und weiterhin eine Einrichtung zur Prüfung des Betriebszustands der Maschine und zur Aufrechterhaltung des Zündzeitpunktes des ersten Verbrennungszylinders auf den gleichen Wert wie dem der anderen Zylinder, wenn sich die Maschine in einem vorgegebenen Betriebs­ zustand befindet, aufweist. Dies heißt, daß die Schritte 101-117 in Fig. 7 die gleichen wie die in Fig. 6 sind, das Programm nach Fig. 7 jedoch zusätzlich die Schritte 118 und 119 enthält.

Wenn im Flußdiagramm nach Fig. 7 im Schritt 107 festge­ stellt wird, daß der im Schritt 106 identifizierte Zy­ linder nicht der erste Zylinder 1 a ist, geht das Pro­ gramm zum Schritt 118 über, in dem geprüft wird, ob der Steuerwert R _R zur Verzögerung des Zündzeitpunktes des ersten Zylinders 1 a nicht geringer ist als ein vor­ bestimmter Wert R _{R 1}. Wenn dies nicht der Fall ist, voll­ führt das Programm den Schritt 117, in welchem der End­ wert R des Zündzeitpunktes der Zylinder 1 b-1 d auf den in Schritt 104 erhaltenen Grundwert R _B gesetzt wird. Wenn dies dagegen der Fall ist, wird der Wert R für den Zündzeitpunkt der Zylinder 1 b-1 d im Schritt 119 gemäß der folgenden Gleichung unter Verwendung des in Schritt 104 erhaltenen Grundwertes R _B , des Steuerwertes R _R und des vorbestimmten Wertes R _{R 1} berechnet:

R = R _B - (R _R - R _{R 1})

Dies bedeutet, daß die Steuerung zur Verzögerung des Zündzeitpunktes der Zylinder 1 b-1 d um den Betrag "R _R - R _{R 1}", um ein Klopfen in diesen Zylindern zu ver­ meiden, nur dann erfolgt, wenn der Steuerwert R _R zur Verzögerung des Zündzeitpunktes des Zylinders 1 a nicht geringer als der vorbestimmte Wert R _{R 1}. Gemäß der vor­ liegenden Erfindung wird der Grundwert R _B für den Zünd­ zeitpunkt der Zylinder 1 b-1 d um den vorbestimmten Wert R _C gegenüber dem Grundwert R _B für den Zündzeit­ punkt des ersten Zylinders 1 a verzögert, wie aus den Schritten 107 und 108 in Fig. 7 ersichtlich ist. Wenn demgemäß der Steuerwert R _R zur Verzögerung des Zünd­ zeitpunktes des ersten Zylinders 1 a kleiner ist als der vorbestimmte Wert R _{R 1}, ist es nicht erforderlich, die Zündzeitpunkte der Zylinder 1 b-1 d zu verzögern. Um die Wirksamkeit des Betriebes der Maschine 1 zu ver­ bessern, ist es vorteilhaft, die Zündzeitpunkte der Zylinder 1 b-1 d an den Grundwert R _B anzubinden, selbst wenn ein Klopfen im ersten Zylinder 1 a festgestellt wird.

(4) Viertes Ausführungsbeispiel

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild für ein viertes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. In dieser Figur be­ sitzen die bereits im ersten Ausführungsbeispiel be­ schriebenen Bestandteile die gleichen Bezugszeichen wie dort. Im vierten Ausführungsbeispiel werden zwei Ver­ brennungsparameter, wie beispielsweise der Zündzeit­ punkt und die Brennstoffeinspritzmenge, gesteuert, um das Auftreten eines Klopfens in den Verbrennungszy­ lindern einer Maschine zu verhindern. Hierbei wird der Wert des einen Parameters zur Steuerung wenigstens eines vorbestimmten Verbrennungszylinders so geändert, daß die Klopfneigung dieses Zylinders erhöht wird, und dann wird der andere Parameter zur Steuerung dieses vorbestimmten Zylinders so gesteuert, daß ein Klopfen verhindert wird.

Gemäß Fig. 8 ist ein Innendrucksensor 3 auf dem ersten Verbrennungszylinder 1 a der Maschine 1 angeordnet. Ein Luftströmungssensor 7 erzeugt ein analoges Signal, das proportional zur Menge der in die Maschine 1 einströ­ menden Luft ist, und dieses analoge Signal wird dann vom Analog/Digital-Wandler 42 in ein digitales Signal umgewandelt. Weiterhin sind vier Brennstoffinjektoren 81-84 vorgesehen, um jeweils Brennstoff in die vier Verbrennungszylinder 1 a-1 d der Maschine einzuspritzen, und diese Brennstoffinjektoren 81-84 sind über eine Injektortreiberschaltung 45 mit der Ausgangs-Torschal­ tung 435 des Mikrocomputers 43 verbunden. Der Mikro­ computer 43 berechnet ein Brennstoffeinspritzsignal auf der Grundlage des Ausgangssignales des Luftströmungs­ sensors 7 und liefert dieses Brennstoffeinspritzsignal an zur Injektortreiberschaltung 45 zur Betätigung der einzelnen Brennstoffinjektoren 81-84.

Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm des Verbrennungsbedin­ gungs-Steuerprogramms gemäß dem vierten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung. Dieses Steuerprogramm ist im Fest­ wertspeicher 432 des Mikrocomputers 43 in Fig. 8 ge­ speichert. Wenn die Steuerschaltung 4 durch einen (nicht gezeigten) Schlüsselschalter eingeschaltet wird, geht das Programm vom Schritt 101 zum Schritt 102 in Fig. 9 über. Im Schritt 102 wird die Eingangs/Ausgangs-Tor­ schaltung 434 in den Eingangs- oder Ausgangsbetrieb ge­ setzt, und die erforderlichen Daten werden im Speicher 433 initialisiert, nachdem die früheren Daten gelöscht wurden. Im Schritt 103 werden eine Maschinendrehge­ schwindigkeit N und eine Maschinenlast L in gleicher Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen berechnet, und weiterhin wird eine Luftaufnahmemenge A auf der Grundlage des Ausgangssignals des Luftströmungs­ sensors 7 berechnet.

Im Schritt 104 in Fig. 9 wird ein Grundwert R _B für den Zündzeitpunkt der Zylinder 1 a-1 d aus einer vorge­ gebenen Zündzeitpunktdatentabelle in der gleichen Weise wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispielen ausge­ lesen, und weiterhin wird ein Grundwert Q _B für die Brenn­ stoffeinspritzmenge der Zylinder 1 a-1 d aus einer vor­ gegebenen Datentabelle für die Brennstoffeinspritz­ grundmenge ausgelesen, die im Speicher 433 enthalten ist. Der Grundwert Q _B entspricht der Luftaufnahmemenge A. Die Grundwerte R _B und Q _B werden dann im Speicher 433 gespeichert.

Im Schritt 105 wird geprüft, ob der Zündzeitpunkt der Maschine 1 gesteuert werden sollte, um das Auftreten von Klopfen zu vermeiden. Diese Prüfung erfolgt auf der Basis der Maschinendrehgeschwindigkeit N, der Ma­ schinenlast L und der Luftaufnahmemenge A, die den Be­ triebszustand der Maschine 1 darstellen. Dies heißt, daß im Schritt 105 geprüft wird, ob sich der Betriebs­ zustand der Maschine 1 in einem vorbestimmten Bereich befindet oder nicht. Wenn dies nicht der Fall ist, geht das Programm zum Schritt 117 über, indem die End­ werte R und Q für den Zündzeitpunkt und die Brennstoff­ einspritzmenge der Zylinder 1 a-1 d so eingestellt wer­ den, daß sie den im Schritt 104 erhaltenen Grundwerten R _B und Q _B entsprechen. Dann werden im Schritt 113 der Zündzeitpunkt und die Brennstoffeinspritzmenge auf der Basis der im Schritt 117 erhaltenen Endwerte R und Q eingestellt.

Wenn die Prüfung ergibt, daß sich der Betriebszustand der Maschine 1 in dem vorbestimmten Bereich befindet, werden die Schritte 106 und 107 des Programms ausge­ führt. Diese entsprechen den Schritten 105 und 106 im ersten Ausführungsbeispiel. Wenn der identifizierte Zy­ linder nicht der erste Zylinder 1 a ist, geht das Pro­ gramm zum Schritt 112 über, in welchem der Endwert R für den Zündzeitpunkt der Zylinder 1 b-1 d durch Ver­ ringerung des im Schritt 104 erhaltenen Grundwertes R _B um die gesteuerte Variable R _R erhalten wird, und der Endwert Q für die Brennstoffeinspritzmenge der Zylinder 1 b-1 d wird auf den in Schritt 108 erhaltenen Wert Q _B eingestellt. Dann werden im Schritt 113 auf der Basis der Endwerte R und Q ein Zündzeitpunktbefehl und ein Brennstoffeinspritzmengenbefehl von der Zentralverar­ beitungseinheit 431 an den Zünder 44 und die Injektor­ treiberschaltung 45 abgegeben. Das Programm kehrt dann zum Schritt 103 zurück und wird wiederholt ausgeführt.

Wenn der identifizierte Zylinder der erste Zylinder ist, geht das Programm vom Schritt 107 zum Schritt 108 über, in welchem der Grundwert Q _B für die Brennstoffeinspritz­ menge des ersten Zylinders 1 a um einen vorgegebenen Wert Q _C verringert wird. Demgemäß wird das Luft/Brennstoff- Verhältnis in der in den Zylinder 1 a einzuführenden Luft/Brennstoffmischung so eingestellt, daß dieser ma­ gerer is als die in die anderen Verbrennungszylinder 1 b-1 d einzuführende Luft/Brennstoffmischung, wodurch die Klopfneigung des Zylinders 1 a gegenüber der der an­ deren Zylinder 1 b-1 d erhöht wird.

Im Schritt 109 wird dann festgestellt, ob im ersten Zy­ linder 1 a ein Klopfen auftritt. Wenn dies der Fall ist, geht das Programm zum Schritt 110 über, in welchem der Zeitmeßzähler gelöscht wird. Dann wird im Schritt 111 eine gesteuerte Variable R _R zur Verzögerung des Zünd­ zeitpunktes durch Addition eines vorgegebenen Wertes ΔR nachgeführt. Dann wird im Schritt 112 der Endwert R für den Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a durch Verringerung des im Schritt 104 erhaltenen Grundwertes R _B um die gesteuerte Variable R _R berechnet, und der End­ wert Q für die Brennstoffeinspritzmenge des ersten Zy­ linders 1 a wird auf den Schritt 108 erhaltenen Wert Q _B eingestellt. Dann werden im Schritt 113 auf der Basis der Endwerte R und Q ein Zündzeitpunktbefehl und ein Brennstoffeinspritzmengenbefehl von der Zentralverar­ beitungseinheit 431 an den Zünder 44 und die Injektor­ treiberschaltung 45 abgegeben. Das Programm kehrt dann zum Schritt 103 zurück und seine Ausführung wird wie­ derholt. Als Ergebnis wird der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a gesteuert, um das Auftreten eines Klopfens zu verhindern.

Wenn dagegen im Schritt 109 kein Klopfe festgestellt wird, geht das Programm zum Schritt 114 über. Der Ab­ lauf in den Schritten 114-116 in Fig. 9 ist der gleiche wie in den Schritten 113-115 im ersten Ausführungsbei­ spiel oder in den Schritten 114-116 im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel. Danach geht das Programm zum Schritt 112 über.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, wird im vier­ ten Ausführungsbeispiel die Brennstoffeinspritzmenge des ersten Zylinders 1 a auf einen Wert eingestellt, daß die Luft/Brennstoffmischung magerer ist als diejenige der anderen Zylinder 1 b-1 d, und dadurch wird die Klopfneigung des ersten Zylinders 1 a erhöht. Daher kann der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a auf einen Wert eingestellt werden, der gleich dem der anderen Zy­ linder 1 b-1 d ist, und somit kann die Zündzeitpunkt­ steuerung für alle Zylinder 1 a-1 d auf einfache Weise durchgeführt werden, indem die gleiche Variable für die Verzögerungssteuerung verwendet wird.

Um eine Klopfsteuerung entsprechend der vorliegenden Er­ findung durchzuführen, können andere Parameter für die Steuerung einer Verbrennungsbedingung, wie das Luft/ Brennstoff-Verhältnis einer Luft/Brennstoffmischung oder ein Vorverdichtungsdruck verwendet werden. Diese Klopfsteuerung wird auf der Basis einer Variablen wie dem Kurbelwinkel zum Zeitpunkt des maximalen Innendrucks oder einem Durchschnittswert des effektiven Innendrucks, der auf der Grundlage des Augangssignals des Innen­ drucksensors erhalten wird, durchgeführt.

Weiterhin kann anstelle des im ersten bis vierten Aus­ führungsbeispiels verwendeten Innendrucksensors 3 ein Vibrationssensor eingesetzt werden.

Anstelle eines einzelnen Klopfsensors kann auch eine Mehrzahl von Klopfsensoren verwendet werden. In diesem Fall wird eine Mehrzahl von Ausgangssignalen der Klopf­ sensoren über eine Analog-Multiplexerschaltung in eine Klopferfassungsschaltung geführt. Weiterhin wird der Programmschritt zur Bestimmung eines ersten Zylinders im Schritt 106 in Fig. 5 oder Schritt 107 in den Fig. 6 bis 9 so modifiziert, daß die mit einem Klopf­ sensor ausgerüsteten Verbrennungszylinder bestimmt wer­ den.

Die vorbeschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbei­ spiele können so geändert werden, daß die Zündzeit­ punkte der Zylinder, die keinen Klopfsensor aufweisen, auf der Grundlage einer zusätzlichen Steuervariablen gesteuert werden. Die zusätzliche Steuervariable wird unabhängig auf der Basis der Ausgangsdaten der Klopf­ erfassungsschaltung oder auf der Basis der Steuervariab­ len zur Verzögerung des Zündzeitpunktes des vorbestimmten Verbrennungszylinders mit einem Klopfsensor berechnet. Um die vorgeschriebenen Änderungen zu erhalten, sollte die Berechnung der zusätzlichen gesteuerten Variablen und der Zündzeitpunkte zwischen den Schritten 106 und 111 in Fig. 5 durchgeführt werden.

(5) Fünftes Ausführungsbeispiel

Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild, das ein fünftes Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, und Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild der Klopfdetektor­ schaltung 41 in Fig. 10. Dieses fünfte Ausführungsbei­ spiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ver­ brennungsbedingungs-Steuerparameter, die entsprechend dem Verbrennungszustand des wenigstens einen vorbe­ stimmten Verbrennungszylinders gesteuert werden, auf der Basis der zwei vorbestimmten Betriebsbedingungen der Maschine ausgewählt werden.

In den Fig. 10 und 11 werden die gleichen Schaltungs­ elemente, die auch im ersten und vierten Ausführungs­ beispiel verwendet wurden, mit den gleichen Bezugs­ zeichen versehen. Im fünften Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal des Innendrucksensors 3 durch einen Ladeverstärker 46 in einen entsprechenden Spannungswert umgewandelt, und das Ausgangssignal des Ladeverstärkers 46 wird sowohl dem Bandpaßfilter 413 der Klopfdetektor­ schaltung 41 als auch einer Spitzenwert-Halteschaltung 47 zugeführt. Die Klopfdetektorschaltung 41 erzeugt ein Ausgangssignal, das der Stärke eines auftretenden Klopfens proportional ist. Die spitzenwert-Halteschal­ tung 47 nimmt den maximalen Spannungswert im Ausgangs­ signal des Ladeverstärkers 46 auf und gibt ein Maximal­ wertsignal aus, das proportional zum Maximalwert des Innendrucks im ersten Zylinder 1 a ist. Die Ausgangs­ signale des Luftdrucksensors 6, des Luftströmungssen­ sors 7, der Klopfdetektorschaltung 41 und der Spitzen­ wert-Halteschaltung 47 werden durch den Analog/Digital- Wandler 42 in digitale Signale umgewandelt. Das von der Spitzenwert-Halteschaltung 47 über den Analog/Digital- Wandler 42 zum Mikrocomputer 43 gelieferte Maximalwert­ signal wird im Speicher 433 gespeichert, wann immer im ersten Zylinder 1 a eine Zündung durch die zuge­ ordnete Zündkerze bewirkt wird.

Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verbrennungsbedingungs-Steuerprogramms entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung. Dieses Steuerprogramm ist im Festwertspeicher 432 des Mikrocomputers 43 in Fig. 10 gespeichert. Im fünften Ausführungsbeispiel wird geprüft, ob sich die Maschine 1 in einem von drei vorgegebenen Betriebszu­ ständen befindet. Diese Betriebszustände sind wie folgt:

• (1) Wenn die Maschine 1 sich in einem mittleren Lastbe­ reich befindet, ist die im Schritt 103 erhaltene Maschinenlast L geringer als ein vorbestimmter erster Pegel L ₁, jedoch nicht geringer als ein vor­ bestimmter zweiter Pegel L ₂.
• (2) Wenn sich die Maschine 1 in einem Hochlastbereich befindet, ist die im Schritt 103 erhaltene Maschinen­ last L nicht geringer als der vorbestimmte erste Pegel L ₁.
• (3) Wenn die Maschine 1 sich in einem Niedriglastbe­ reich befindet, ist die im Schritt 103 erhaltene Maschinenlast L geringer als der vorbestimmte zwei­ te Pegel L ₂.

Wenn sich die Maschine 1 im mittleren Lastbereich be­ findet, d. h. L ₁ < L ≧ L ₂, tritt in den Verbrennungszy­ lindern ein 1 a-1 d der Maschine 1 ein Klopfen auf, und daher ist es nicht erforderlich, Verbrennungsbedingungs- Steuerparameter wie einen Zündzeitpunkt und eine Brenn­ stoffeinspritzmenge zu steuern. Wenn sich die Maschine 1 jedoch im Hochlastbereich, d. h. L ≧ L ₁, oder im Niedrig­ lastbereich, d. h. L ₂ < L, befindet, ist es erforderlich, solche Verbrennungsbedingungs-Steuerparameter in ver­ schiedener Weise zu steuern. Demgemäß führt das in Fig. 12 gezeigte Steuerprogramm nach dem fünften Aus­ führungsbeispiel drei Arten von Programmabläufen ent­ sprechend dem vorerwähnten drei Arten von Betriebszu­ ständen der Maschine 1 durch.

Die Programmschritte 101-104 in Fig. 12 sind die glei­ chen wie diejenigen im vierten Ausführungsbeispiel in Fig. 9.

Im Schritt 105 wird geprüft, ob sich die Maschine 1 im vorerwähnten Mittellastbereich befindet oder nicht. Wenn sie in diesem Bereich ist, geht das Programm zum Schritt 106 über, in welchem Endwerte Q und R für die Brennstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt der Ver­ brennungszylinder 1 a-1 d gleich den im Schritt 104 er­ haltenen Grundwerten Q _B und R _B eingestellt werden. Im Schritt 107 werden dann die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt für alle Zylinder 1 a-1 d auf der Basis der im Schritt 106 erhaltenen Endwerte Q und R eingestellt, und dann kehrt das Programm zum Schritt 103 zurück.

Wenn sich die Maschine nicht im Mittellastbereich be­ findet, d. h. L ≧ L ₁ oder L ₂ < L, dann geht das Programm vom Schritt 105 zum Schritt 108 über, in welchem ge­ prüft wird, ob die Maschine 1 sich im Hochlastbereich befindet, d. h. L ≧ L ₁. Wenn dies nicht der Fall ist, gelangt das Programm zum Schritt 120, der später be­ schrieben wird. Wenn die Maschine im Hochlastbereich ist, dann erfolgt im nachfolgenden Schritt 109 eine Identifikation der Verbrennungszylinder 1 a-1 d in Ab­ hängigkeit vom Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 5. Im nachfolgenden Schritt 110 wird dann geprüft, ob der im Schritt 109 identifizierte Zylinder der erste Zylinder 1 a ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, dann geht das Programm direkt zum Schritt 116 über. Wenn der identifizierte Zylinder der erste Zylinder 1 a ist, führt das Programm den Schritt 111 aus, in welchem der Grundwert R _B für den Zündzeitpunkt durch Addition des vorbestimmten Wertes R _C nachgeführt wird. Dann wird im Schritt 113 auf der Grundlage des Ausgangssignals des Innendrucksensors 3 geprüft, ob im ersten Zylinder 1 a ein Klopfen auftritt oder nicht. Im Falle eines Klopfens geht das Programm zum Schritt 114 über, in welchem der Zählwert M eines Zeitmeßzählers gelöscht wird. Im nachfolgenden Schritt 115 wird dann eine ge­ steuerte Variable R _R zur Verzögerung eines Zündzeit­ punktes durch Addition eines vorbestimmten Korrektur­ wertes ΔR nachgeführt. Dann wird im Schritt 116 der Endwert R für den Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a erhalten, indem der im Schritt 111 bestimmte Grundwert R _B um die gesteuerte Variable R _R verringert wird.

Wenn dagegen kein Klopfen auftritt, geht das Programm vom Schritt 113 zum Schritt 117 über, in welchem ge­ prüft wird, ob der Zählwert M des Zählers nicht ge­ ringer ist als ein vorbestimmter Wert M ₁. Ist dies nicht der Fall, d. h. wenn der Zählwert M geringer ist als der Wert M ₁, dann geht das Programm zum Schritt 116 über. Wenn der Zählwert M nicht geringer ist als der Wert M ₁, dann wird im Schritt 118 der im Speicher 433 ent­ haltene Zählwert M gelöscht. Danach wird im Schritt 119 die gesteuerte Variable R _R zur Verzögerung eines Zünd­ zeitpunktes durch Verringerung um den vorbestimmten Korrekturwert ΔR nachgeführt.

Das Programm geht dann in den Schritt 116 über, in wel­ chem der Endwert Q für die Brennstoffeinspritzmenge gleich dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert Q _B ein­ gestellt wird, und weiterhin der Endwert Q für den Zündzeitpunkt durch Verringerung des im Schritt 111 oder Schritt 104 ermittelten Grundwertes R _B um den ge­ steuerten Wert R _R erhalten wird. Dann werde im Schritt 107 die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt für den ersten Zylinder 1 a oder die anderen Zylinder 1 b-1 d entsprechend den im Schritt 116 erhaltenen End­ werten Q und R eingestellt, und das Programm kehrt zum Schritt 103 zurück.

Dies bedeutet, daß, wenn die Maschine 1 sich im vorbe­ stimmten Hochlastbereich befindet, der Grundwert R _B für den Zündzeitpunkt des ersten Zylinders in der voreilen­ den Richtung nachgeführt wird, indem der vorbestimmte Wert R _C zu diesem addiert wird, wodurch die Klopfneigung im ersten Zylinder 1 a erhöht wird. Dann wird, um das Auftreten eines Klopfens zu vermeiden, der Zündzeit­ punkt des ersten Zylinders 1 a in Abhängigkeit von der Feststellung eines Klopfens in diesem Zylinder in nach­ eilender Richtung gesteuert. Der Zündzeitpunkt der an­ deren Zylinder 1 b-1 d wird auf der Basis des Grund­ wertes R _B gesteuert, der mit Hilfe der Zündzeitpunkt­ datentabelle und der zur Steuerung des Zündzeitpunktes des ersten Zylinders 1 a verwendeten gesteuerten Variablen R _R berechnet wird, und somit werden die anderen Zylinder 1 b-1 d in einem geeigneten Verbrennungszustand gehal­ ten, indem ein Klopfen nicht auftritt.

Wenn dagegen im Schritt 108 festgestellt wird, daß die Maschine 1 sich im vorbestimmten Niedriglastbereich be­ findet, d. h. L ₁ ≧ L, dann gelangt das Programm zum Schritt 120, in welchem die Verbrennungszylinder 1 a- 1 d auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwin­ kelsensors 5 identifiziert werden. Dann wird im Schritt 121 geprüft, ob der im Schritt 120 identifizierte Zy­ linder der erste Zylinder 1 a ist oder nicht. Wenn dies nicht der Fall ist, dann geht das Programm zum später beschriebenen Schritt 127 über. Ist der identifizierte Zylinder der erste Zylinder 1 a, dann wird im nachfol­ genden Schritt 122 der Grundwert Q _B für die Brennstoff­ einspritzmenge des ersten Zylinders 1 a um einen vorbe­ stimmten Wert Q ₀ verringert. Demgemäß wird das Luft/ Brennstoff-Verhältnis der in dem Verbrennungszylinder 1 a einzuführenden Luft/Brennstoffmischung so eingestellt, daß diese magerer ist als die in die anderen Verbren­ nungszylinder 1 b-1 d einzuführende Luft/Brennstoff­ mischung. Dadurch wird die Klopfneigung im ersten Zy­ linder 1 a gegenüber der in den anderen Zylindern 1 b-1 d erhöht.

Im nachfolgenden Programmschritt 123 wird ein Varianz­ wert σ P _max der maximalen Innendruckwerte P _max in einem vorbestimmten Zeitabschnitt von einer Totalisierung der maximalen Innendruckwerte P _max an, die jeweils in jedem Zündzyklus des ersten Zylinders 1 a gebildet und im Speicher 433 gespeichert werden, berechnet. Der Varianzwert Δ P _max stellt einen Grad der Stabilität der Verbrennungsbedingung dar. Das heißt, wenn das Luft/ Brennstoff-Verhältnis der in den Verbrennungszylinder eingeführten Luft/Brennstoffmischung in einen übermäßig mageren Bereich gelangt, verlangsamt sich die Verbren­ nungsgeschwindigkeit der Luft/Brennstoffmischung im Verbrennungszylinder, und hierdurch bewegt sich der Ma­ ximalwert P _max in nacheilender Richtung und wird kleiner. In dieser Situation wird, da eine ungleiche Verbrennung mit einem Anstieg der Schwankungen in einem einzigen Verbrennungszyklus stattfindet, der Varianzwert Δ P _max des Maximalwertes P _max größer als bei einem stabilen Verbrennungszustand. Demgemäß wird im Schritt 124 ge­ prüft, ob der Verbrennungszustand im ersten Zylinder 1 a instabil ist, d. h. σ P _max ≧ α. Wenn dies der Fall ist, geht das Programm zum Schritt 125 über, in welchem der Zählwert M des Zählers gelöscht wird. Dann wird im Schritt 126 der Wert einer gesteuerten Variablen Q _R zur Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge durch Verringerung um einen vorbestimmten Korrekturwert Δ Q nachgeführt. Dann wird im Schritt 127 der Endwert Q für die Brenn­ stoffeinspritzmenge bestimmt, indem die gesteuerte Va­ riable Q _R und der im Schritt 122 erhaltene Grundwert Q _B miteinander addiert werden, und der Endwert R für den Zündzeitpunkt wird gleich dem im Schritt 104 erhal­ tenen Grundwert R _B eingestellt. Dann werden im Schritt 107 die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a auf der Basis der im Schritt 127 erhaltenen Endwerte Q und R eingestellt.

Wenn dagegen im Schritt 124 festgestellt wird, daß der Verbrennungszustand stabil ist, d. h. σ P _max < α, dann geht das Programm zum Schritt 128 über. In diesem wird geprüft, ob ein vom Zeitmeßzähler gebildeter Zählwert M nicht geringer ist als ein vorbestimmter Wert M ₂. Wenn dies nicht der Fall ist, d. h. wenn der Zählwert M geringer ist als der Wert M ₂, gelangt das Programm zum Schritt 127. Wenn dies dagegen der Fall ist, d. h., wenn der Zählwert M nicht geringer ist als der Wert M ₂, be­ wirkt das Programm den Schritt 129, in welchem der im Speicher 433 enthaltene Zählwert M gelöscht wird. Wei­ terhin wird im Schritt 130 der Wert der gesteuerten Variablen Q _R durch Verringerung um den vorbestimmten Wert Δ Q nachgeführt. Dies bedeutet, daß die gesteuerte Variable R _R zur Anreicherung der in den ersten Zylinder 1 a einzuführenden Luft/Brennstoffmischung um den vor­ bestimmten Korrekturwert Δ Q vermindert wird, wenn eine stabile Verbrennung im ersten Zylinder 1 a aufrechter­ halten wird, bis der Zählwert M gleich dem Wert M ₂ wird.

Wenn dagegen im Schritt 121 festgestellt wird, daß der im Schritt 120 identifizierte Zylinder nicht der erste Zylinder 1 a ist, dann geht das Programm über zum Schritt 127, in welchem der Endwert Q für die Brennstoffein­ spritzmenge durch Addition der im Schritt 126 oder 130 bestimmten gesteuerten Variablen Q _R und des im Schritt 104 erhaltenen Grundwertes Q _B ermittelt wird, und der Endwert R für den Zündzeitpunkt gleich dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert R _B eingestellt wird, d. h. die Brennstoffeinspritzmenge der Zylinder 1 b-1 d wird auf der Basis der gesteuerten Variablen Q _R , die zur Stabi­ lisierung der Verbrennung im ersten Zylinder 1 a korri­ giert wurde, gesteuert, und somit wird in den Zylindern 1 b-1 d ein stabiler Verbrennungszustand aufrechterhal­ ten.

(6) Sechstes Ausführungsbeispiel

Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm für ein sechstes Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das sechste Ausführungsbeispiel umfaßt die gleichen Elemente wie das fünfte Ausführungsbeispiel in den Fig. 10 und 11, und die Ausgestaltung des sechsten Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen die gleiche wie die des fünften Ausführungsbeispiels mit der Ausnahme, daß im sechsten Ausführungsbeispiel zwei für einen stabilen Verbren­ nungszustand zu steuernde Verbrennungsbedingungs-Steuer­ parameter in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Ma­ schine ausgewählt werden, nachdem der Wert eines vorbe­ stimmten Verbrennungsbedingungs-Steuerparameters ver­ ändert wurde, um einen instabilen Verbrennungszustand in wenigstens einem vorbestimmten Verbrennungszylinder zu erzeugen.

Gemäß Fig. 13 ist der Ablauf in den Schritten 101-104 des sechsten Ausführungsbeispiels der gleiche wie der in den Schritten 101-104 des fünften Ausführungsbei­ spiels in Fig. 12. Im Schritt 105 wird geprüft, ob sich die Maschine 1 im vorbestimmten mittleren Lastbereich befindet, d. h. L ₁ < L ≧ L ₂. Wenn dies der Fall ist, gelangt das Programm zum Schritt 106, in welchem die Endwerte Q und R für die Brennstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt der Verbrennungszylinder 1 a-1 d gleich den im Schritt 104 erhaltenen Grundwerten Q _B und R _B eingestellt werden. Dann werden im Schritt 107 die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt für alle Zylinder 1 a-1 d auf der Basis der im Schritt 106 er­ haltenen Endwerte Q und R eingestellt, und dann kehrt das Programm zum Schritt 103 zurück.

Wenn die Maschine nicht im mittleren Lastbereich arbei­ tet, d. h. L ≧ L ₁ oder L ₂ < L, dann geht das Programm vom Schritt 105 zum Schritt 108 über, in welchem die Verbrennungszylinder 1 a-1 d auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 5 identifiziert werden. Im Schritt 109 wird dann geprüft, ob der im Schritt 108 identifizierte Zylinder der erste Zylinder 1 a ist. Ist dies nicht der Fall, dann gelangt das Pro­ gramm zum später beschriebenen Schritt 110.

Wenn der identifizierte Zylinder der erste Zylinder ist, dann wird im Schritt 111 der Grundwert Q _B für die Brenn­ stoffeinspritzmenge durch Veringerung um einen vorbe­ stimmten Q _C nachgeführt. Demgemäß wird das Luft/Brenn­ stoff-Verhältnis der in den ersten Verbrennungszylinder 1 a einzuführenden Luft/Brennstoffmischung so eingestellt, daß es magerer ist als die in die anderen Verbrennungs­ zylinder 1 b-1 d einzuführende Luft/Brennstoffmischung, und dadurch wird die Klopfneigung im ersten Zylinder 1 a gegenüber der in den anderen Zylindern 1 b-1 d erhöht.

Das Programm geht dann über zum Schritt 112, in welchem geprüft wird, ob die Maschine 1 sich im vorbestimmten Hochlastbereich befindet, d. h. L ≧ L ₁. Wenn dies nicht der Fall ist, dann folgt als nächstes der später be­ schriebene Programmschritt 120. Ist die Maschine im Hochlastbereich, dann folgt der Schritt 113, in welchem auf der Basis des Ausgangssignals des Innendrucksensors geprüft wird, ob ein Klopfen im ersten Zylinder 1 a auf­ tritt. Ist dies der Fall, dann wird im Schritt 114 der Zählwert M eines Zeitmeßzählers gelöscht. Dann wird im Schritt 115 eine gesteuerte Variable R _R zur Verzögerung eines Zündzeitpunktes durch Erhöhung um einen vorbe­ stimmten Korrekturwert ΔR nachgeführt. Im nachfolgen­ den Schritt 116 wird der Endwert R für den Zündzeit­ punkt des ersten Zylinders 1 a durch Verringerung des im Schritt 104 erhaltenen Grundwertes R _B um die gesteuerte Variable R _R ermittelt.

Wenn im Schritt 113 kein Klopfen festgestellt wird, dann geht das Programm zum Schritt 117 über, in welchem geprüft wird, ob der Zählwert M des Zählers nicht ge­ ringer ist als ein vorbestimmter Wert M ₁. Ist dies nicht der Fall, d. h. der Zählwert M ist geringer als der Wert M ₁, dann geht das Programm zum Schritt 116 über. Ist dagegen der Zählwert M nicht geringer als der Wert M ₁, dann wird im Schritt 118 der im Speicher 433 enthaltene Zählwert M gelöscht. Weiterhin wird im Schritt 119 die gesteuerte Variable R _R zur Verzögerung eines Zündzeit­ punktes durch Verringerung um den vorbestimmten Korrek­ turwert ΔR nachgeführt.

Das Programm geht dann über zum Schritt 116, in welchem der Endwert Q für die Brennstoffeinspritzmenge gleich dem im Schritt 111 erhaltenen Grundwert Q _B gesetzt wird, und der Endwert R für den Zündzeitpunkt durch Verringerung des im Schritt 119 erhaltenen Grundwertes R _B um die gesteuerte Variable R _R ermittelt wird. Dann werden im Schritt 107 die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a auf der Grund­ lage der im Schritt 116 erhaltenen Endwerte Q und R ein­ gestellt, und das Programm kehrt dann zum Schritt 103 zurück.

Wenn demgemäß der Betriebszustand der Maschine 1 in den vorbestimmten Hochlastbereich fällt, wird der Grund­ wert Q _B für die Brennstoffeinspritzmenge des ersten Zy­ linders 1 a zur mageren Seite hin nachgeführt, indem er um den vorbestimmten Wert Q _C verringert wird, wodurch der erste Zylinder 1 a in einen instabilen Verbrennungs­ zustand gelangt. Dann wird der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a in nacheilender Richtung gesteuert, um ein Klopfen zu vermeiden, wenn das Auftreten von Klopfen im ersten Zylinder 1 a festgestellt wird.

Wenn dagegen im Schritt 112 erkannt wird, daß die Ma­ schine 1 sich im Niedriglastbereich befindet, d. h. L ₁ ≧ L, dann wird als nächstes der Schritt 120 ausge­ führt, in welchem ein Varianzwert σ P _max der maximalen Innendruckwerte P _max in einem vorbestimmten Zeitab­ schnitt von einer Totalisierung der maximalen Innen­ druckwerte P _max an, die jeweils in jedem Zündzyklus des ersten Zylinders 1 a gebündelt und im Speicher 433 ge­ speichert werden, berechnet wird. Der Varianztwert σ P _max stellt einen Stabilitätsgrad für den Verbrennungszustand dar. Das heißt, wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis der in den Verbrennungszylinder eingeführten Luft/Brenn­ stoffmischung in einen übermäßig mageren Bereich ge­ langt, verlangsamt sich die Verbrenungsgeschwindigkeit der Luft/Brennstoffmischung im Verbrennungszylinder, und somit bewegt sich der Maximalwert P _max in die nach­ eilende Richtung und wird kleiner. In dieser Situation wird, da eine ungleiche Verbrennung mit einem Anstieg der Schwankungen in einem einzigen Verbrennungszyklus stattfindet, der Varianzwert σ P _max des Maximalwertes P _max größer als bei einem stabilen Verbrennungszustand.

Demgemäß wird im Schritt 121 geprüft, ob der Verbren­ nungszustand im ersten Zylinder 1 a instabil ist, d. h. σ P _max ≧ α. Ist dies der Fall, dann geht das Programm über zum Schritt 122, in welchem der Zählwert M des Zählers gelöscht wird. Im Schritt 123 wird dann der Wert einer Variablen Q _R zur Steuerung der Brennstoff­ einspritzmenge durch Erhöhung um einen vorbestimmten Korrekturwert Δ Q nachgeführt. Dann wird im Schritt 127 der Endwert Q für die Brennstoffeinspritzmenge bestimmt, indem die Variable Q _R und der im Schritt 111 erhaltene Grundwert Q _B miteinander addiert werden, und der End­ wert R für den Zündzeitpunkt wird gleich dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert R _B gesetzt. Dann werden im Schritt 107 die Brennstoffeinspritzmenge und der Zünd­ zeitpunkt für den ersten Zylinder 1 a auf der Grundlage der im Schritt 127 erhaltenen Endwerte Q und R einge­ stellt.

Wenn dagegen im Schritt 121 erkannt wird, daß der Ver­ brennungszustand stabil ist, d. h. σ P _max < α, geht das Programm zum Schritt 124, in welchem geprüft wird, ob der Zählwert M im Zähler nicht geringer ist als ein vor­ bestimmter Wert M ₂. Ist dies nicht der Fall, d. h. wenn der Zählwert M geringer ist als der Wert M ₂, dann gelangt das Programm zum Schritt 127. Ist dagegen der Zählwert M nicht geringer als der Wert M ₂, dann wird im Schritt 125 der im Speicher 433 enthaltene Zählwert M gelöscht. Anschließend wird im Schritt 126 der Wert der Variablen Q _R durch Verringerung um den vorbestimmten Wert Δ Q nachgeführt. Das heißt, die gesteuerte Variable R _R zur Anreicherung der in den ersten Zylinder 1 a einzu­ führenden Luft/Brennstoffmischung wird um den vorbe­ stimmten Korrekturwert Δ Q herabgesetzt.

Wenn dagegen im Schritt 109 erkannt wird, daß der im Schritt 108 identifizierte Zylinder nicht der erste Zy­ linder 1 a ist, gelangt das Programm zum Schritt 110, in welchem geprüft wird, ob die Maschine 1 sich in dem vorbestimmten Hochlastbereich befindet, d. h. L ≧ L ₁. Ist dies der Fall, dann geht das Programm über zum Schritt 116, in welchem der Endwert Q für die Brenn­ stoffeinspritzmenge gleich dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert Q _B gesetzt wird, und der Endwert R für den Zündzeitpunkt durch Verringerung des Grundwertes R _B um die Variable R _R erhalten wird. Danach werden im Schritt 107 die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt für den ersten Zylinder 1 a auf der Grundlage der im Schritt 116 erhaltenen Endwerte Q und R eingestellt, und das Programm kehrt dann zum Schritt 103 zurück.

Wenn die Maschine nicht im Hochlastbereich arbeitet, geht das Programm vom Schritt 110 zum Schritt 127 über, in welchem der Endwert Q für die Brennstoffeinspritz­ menge durch Addition der gesteuerten Variablen Q _R zum Grundwert Q _B bestimmt und der Endwert R für den Zünd­ zeitpunkt gleich dem Grundwert R _B gesetzt werden. Das heißt, der Zündzeitpunkt und die Brennstoffeinspritz­ menge für die Zylinder 1 b-1 d werden selektiv auf der Grundlage der gesteuerten Variablen R _R und Q _R , die zur Stabilisierung des Verbrennungszustandes im ersten Zy­ linder 1 a korrigiert wurden, in Abhängigkeit vom Be­ triebszustand der Maschine 1 gesteuert, und somit wird ein stabiler Verbrennungszustand in den Zylindern 1 b- 1 d aufrechterhalten.

(7) Siebentes Ausführungsbeispiel

Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verbrennungsbedingungs-Steuerprogramms gemäß dem sieben­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das siebente Ausführungsbeispiel umfaßt die gleichen Be­ standteile wie die Vorrichtung nach dem fünften Aus­ führungsbeispiel in den Fig. 10 und 11, und die Ausge­ staltung des siebenten Ausführungsbeispiels ist im we­ sentlichen die gleiche wie die des fünften Ausführungs­ beispiels mit der Ausnahme, daß im siebenten Ausführungs­ beispiel zwei für einen stabilen Verbrennungszustand zu steuernde Verbrennungsbedingungs-Steuerparameter fortschreitend verändert werden, um einen instabilen Verbrennungszustand in dem wenigstens einen vorbe­ stimmten Verbrennungszylinder zu erzeugen.

Der Ablauf in den Schritten 101-104 in Fig. 14 ist der gleiche wie der in den Schritten 101-104 für das fünfte Ausführungsbeispiel in Fig. 12.

Im Schritt 105 wird geprüft, ob die Maschine sich in einem vorbestimmten mittleren Lastbereich befindet, d. h. L ₁ < L ≧ L ₂. Wenn dies der Fall ist, geht das Programm mit dem Schritt 106 weiter, in welchem die Endwerte Q und R für die Brennstoffeinspritzmenge und den Zünd­ zeitpunkt der Verbrennungszylinder 1 a-1 d gleich den im Schritt 104 erhaltenen Grundwerten Q _B und R _B ge­ setzt werden. Dann werden im Schritt 107 die Brennstoff­ menge und der Zündzeitpunkt auf der Grundlage der im Schritt 106 erhaltenen Endwerte Q und R eingestellt, und das Programm kehrt zum Schritt 103 zurück.

Wenn die Maschine nicht im mittleren Lastbereich arbei­ tet, d. h. L ≧ L ₁ oder L ₂ < L, dann geht das Programm vom Schritt 105 über zum Schritt 108, in welchem geprüft wird, ob die Maschine 1 in einem vorgegebenen Hochlast­ bereich arbeitet, d. h. L ≧ L ₁. Wenn dies nicht der Fall ist, geht das Programm zum später beschriebenen Schritt 121 über. Wenn der Hochlastbetrieb gegeben ist, werden im Schritt 109 die Verbrennungszylinder 1 a-1 d auf der Grundlage des Augangssignals des Kurbelwinkelsensors 5 identifiziert. Dann wird im Schritt 110 geprüft, ob der im Schritt 109 identifizierte Zylinder der erste Zylinder 1 a ist. Ist dies nicht der Fall, geht das Pro­ gramm zum später beschriebenen Schritt 120 über. Ist der identifizierte Zylinder der erste Zylinder 1 a, dann wird im Programmschritt 111 auf der Grundlage des Aus­ gangssignals des am ersten Zylinder 1 a angebrachten Innendrucksensors 3 geprüft, ob im ersten Zylinder 1 a ein Klopfen auftritt. Ist dies nicht der Fall, dann geht das Programm auf den später beschriebenen Schritt 116 über. Wird ein Klopfen festgestellt, dann werden im Schritt 112 die Zählwerte K und M eines ersten und eines Zeitmeßzählers, die später im einzelnen beschrieben werden, gelöscht, d. h. K = 0 und M = 0. Weiterhin werden im Schritt 112 der Wert einer ersten im Speicher 433 enthaltenen, gesteuerten Variablen R _A zur Steuerung des Zündzeitpunktes des ersten Zylinders 1 a durch Verringe­ rung um einen vorbestimmten Korrekturwert ΔR ₁ nachge­ führt, und dann der Wert einer zweiten im Speicher 433 enthaltenen, gesteuerten Variablen R _C zur Steuerung der Zündzeitpunkt der anderen Zylinder 1 b-1 d so nachge­ führt, daß er den Wert der nachgeführten ersten ge­ steuerten Variablen R _A entspricht. In diesem Ausführungs­ beispiel werden die Zentralverarbeitungseinheit 431 und der Speicher 433 mit wahlweisem Zugriff als die er­ wähnten ersten und zweiten Zähler verwendet. Das heißt, die Zentralverarbeitungseinheit 431 zählt Taktimpulse zur Steuerung eines Arbeitsvorganges in der Zentralver­ arbeitungseinheit 431 und führt dann die an den jewei­ ligen Adressen im Speicher 433 enthaltenen Zählwerte K und M nach, wann immer die Zentralverarbeitungseinheit 431 einen Impuls zählt.

Es wird dann im Schritt 113 geprüft, ob die Absolut­ werte der ersten und zweiten gesteuerten Variablen R _A und R _C nicht größer sind als ein vorbestimmter Wert R ₀. Wenn dies der Fall ist, d. h. wenn |R _{A, C} | ≦ R ₀, dann geht das Programm zum Schritt 115 weiter. Wenn dies nicht der Fall ist, d. h. |R _{A, C} |< R ₀, dann erfolgt der Übergang zum Schritt 114, in welchem die Absolutwerte der ersten und zweiten gesteuerten Variablen R _A und R _C gleich dem vorbestimmten Wert R ₀ gesetzt werden. Dies bedeutet, daß die erste und zweite gesteuerte Variable R _A und R _C für die Voreilung oder Verzögerung des Zünd­ zeitpunktes der Zylinder 1 a-1 d auf einen Bereich be­ schränkt sind, in dem diese Variablen R _A und R _C nicht größer sind als der vorbestimmte Wert R ₀.

Im Schritt 115 werden dann der Endwert Q für die Brenn­ stoffeinspritzmenge gleich dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert Q _B gesetzt und der Endwert R für den Zünd­ zeitpunkt durch Addition der im Schritt 112 oder Schritt 114 erhaltenen ersten gesteuerten Variablen R _A zu dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert R _B bestimmt. Dann werden im Schritt 107 die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt für den ersten Zylinder 1 a auf der Grundlage der im Schritt 115 erhaltenen Endwerte Q und R eingestellt.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, wird das Auf­ treten eines Klopfens mit ersten Zylinder 1 a durch einen Verfahrensablauf verhindert, bei dem die erste gesteuer­ te Variable R _A für das Voreilen des Zündzeitpunktes des ersten Zylinders 1 a um den vorbestimmten Korrekturwert ΔR ₁ verringert wird, nachdem ein Klopfen im ersten Zy­ linder festgestellt wird.

Wenn dagegen im Schritt 111 ein Klopfen im ersten Zy­ linder 1 a nicht festgestellt wird, geht das Programm über zum Schritt 116, indem geprüft wird, ob der Zähl­ wert K des ersten Zählers nicht geringer ist als ein vorbestimmter K ₁. Ist dies nicht der Fall, d. h. K < K ₁, dann folgt der Schritt 119, in welchem der Zählwert M im zweiten Zähler gelöscht wird, d. h. M = 0. Dann geht das Programm über zum Schritt 115. Ist dies dagegen der Fall, d. h. K ≧ K ₁, wird im Schritt 117 geprüft, ob der Zählwert M des zweiten Zählers nicht geringer ist als ein vorbestimmter Wert M ₁. Ist dies nicht der Fall, d. h. M < M ₁, fährt das Programm mit dem Schritt 113 fort. Ist dies der Fall, d. h. M ≧ M ₁, geht das Programm mit dem Schritt 118 weiter, in welchem der Zählwert M im zweiten Zähler gelöscht wird, d. h. M = 0, und der Wert der im Speicher 433 enthaltenen ersten gesteuerten Variablen R _A durch Erhöhung um einen vorbestimmten Korrekturwert ΔR ₂ nachgeführt wird. Das Programm geht dann zum Schritt 113 über.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, wird, nachdem der Wert der ersten gesteuerten Variablen R _A für die Voreilung des Zündzeitpunktes des ersten Zylinders 1 a um den vorbestimmten Korrekturwert ΔR ₁ herabgesetzt wurde, der Wert der ersten gesteuerten Variablen R _A durch Erhöhung um den vorbestimmten Korrekturwert ΔR ₂ nachgeführt, wann immer der Zählwert M des zweiten Zählers den vorbestimmten Wert M ₁ erreicht, jedoch nur dann, wenn ein Klopfen im ersten Zylinder 1 a nicht auf­ tritt, nachdem der Zählwert K des ersten Zählers den vorbestimmten Wert K ₁ erreicht hat. Auf diese Weise wird der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a fortschreitend um den vorbestimmten Wert ΔR ₂ in Richtung der Voreilung verändert, um ein Klopfen im ersten Zylinder 1 a zu er­ zeugen. Dann wird der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a durch den vorbestimmten Wert ΔR ₁ in Abhängigkeit von der Feststellung eines Klopfens im ersten Zylinder 1 a in Richtung einer Nacheilung korrigiert, um das Auf­ treten eines Klopfens zu vermeiden.

Wenn dagegen im Schritt 110 erkannt wird, daß der im Schritt 109 identifizierte Zylinder nicht der erste Zy­ linder 1 a ist, geht das Programm zum Schritt 120 über, in welchem der Endwert Q für die Brennstoffeinspritz­ menge dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert Q _B gleich­ gesetzt und der Endwert R für den Zündzeitpunkt durch Addition der im Schritt 112 erhaltenen zweiten gesteuer­ ten Variablen R _C zu dem im Schritt 104 erhaltenen Grund­ wert R _B bestimmt werden. Das heißt, daß der Zündzeit­ punkt der Zylinder 1 b-1 d auf der Grundlage der zwei­ ten gesteuerten Variablen R _C entsprechend der ersten gesteuerten Variablen R _A gesteuert wird, die zur Ver­ zögerung des Zündzeitpunktes des ersten Zylinders 1 a korrigiert wurde, wenn im ersten Zylinder 1 a ein Klopfen auftritt.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, wird der Zünd­ zeitpunkt der Zylinder 1 b-1 d auf der Grundlage der gesteuerten Variablen gesteuert, die für die Zündzeit­ punktbestimmung des ersten Zylinders 1 a verwendet wird. Daher wird die Verbrennung in den Zylindern 1 b-1 d in einem Zustand gehalten, die das Auftreten eines Klopfens verhindert.

Wenn dagegen im Schritt 108 festgestellt wird, daß die Maschine sich in einem vorgegebenen Niedriglastbereich befindet, d. h. L ₁ ≧ L, geht das Programm zum Schritt 121 über, in welchem die Verbrennungszylinder 1 a-1 d auf der Grundlage des Ausgangssignales des Kurbelwinkel­ sensors 5 identifiziert werden. Dann wird im Schritt 122 geprüft, ob der im Schritt 121 identifizierte Zylinder der erste Zylinder 1 a ist. Ist dies nicht der Fall, dann wird das Programm mit dem später beschriebenen Schritt 133 weitergeführt. Ist dies jedoch der Fall, dann wird im Schritt 123 ein Varianzwert σ P _max der maximalen Innendruckwerte P _max in einem vorbestimmten Zeitabschnitt auf der Basis der Gesamtsumme der maximalen Innendruck­ werte P _max berechnet, die jeweils in jedem Zündzyklus des ersten Zylinders 1 a erzeugt und im Speicher 433 ge­ speichert werden. Der Varianzwert σ P _max stellt den Stabilitätsgrad der Verbrennung dar. Das heißt, wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis der in dem Verbrennungs­ zylinder eingeführten Luft/Brennstoffmischung in einen übermäßig mageren Bereich gelangt, wird die Verbren­ nungsgeschwindigkeit der Luft/Brennstoffmischung im Verbrennungszylinder verlangsamt, und somit bewegt sich der Maximalwert P _max in Nacheilungsrichtung und wird kleiner. In dieser Situation wird, da eine annormale Verbrennung mit einem Anstieg der Schwankungen in einem einzigen Verbrennungszyklus stattfindet, der Varianz­ wert σ P _max des Maximalwertes P _max größer als bei einem stabilen Verbrennungszustand. Demgemäß wird im Schritt 124 geprüft, ob der Verbrennungszustand im ersten Zy­ linder 1 a instabil ist, d. h. P _max ≧ α. Wenn dies der Fall ist, geht das Programm in den Schritt 125 über, in welchem die Zählwerte K und M eines dritten und eines vierten Zählers gelöscht werden. Die vorerwähnten ersten und zweiten Zähler können als dritte und vierte Zähler verwendet werden. Weiterhin wird im Schritt 125 der Wert einer dritten gesteuerten Variablen Q _L zur Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge im ersten Zy­ linder 1 a durch Herabsetzung um einen vorbestimmten Korrekturwert Δ Q ₁ nachgeführt, und eine vierte gesteuerte Variable Q _C zur Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge in den Zylindern 1 b-1 d wird auf den gleichen Wert wie die nachgeführte dritte gesteuerte Variable Q _L gesetzt. Dann werden in den Schritten 126 und 127 die absoluten Werte der dritten und vierten gesteuerten Variablen Q _L und Q _C so begrenzt, daß sie nicht größer sind als ein vorbestimmter Wert Q ₀. Dann wird im Schritt 128 der Endwert Q für die Brennstoffeinspritzmenge durch Herab­ setzung des im Schritt 104 erhaltenen Grundwertes Q _B um die dritte gesteuerte Variable Q _L bestimmt, und der Endwert R für den Zündzeitpunkt wird gleich dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert R _B gesetzt. Im Schritt 107 werden dann die Brennstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders 1 a auf der Grund­ lage der im Schritt 128 erhaltenen Endwerte Q und R ein­ gestellt. Demgemäß wird das Luft/Brennstoff-Verhältnis der in dem ersten Zylinder 1 a einzuführenden Luft/Brenn­ stoffmischung durch Erhöhung der Brennstoffeinspritzmenge für den ersten Zylinder 1 a in Richtung auf eine An­ reicherung geändert, so daß der Verbrennungszustand im ersten Zylinder 1 a stabilisiert wird.

Wenn dagegen im Schritt 124 erkannt wird, daß der Ver­ brennungszustand stabil ist, d. h. σ P _max < α, geht das Programm zum Schritt 129 über. Der Programmablauf in den Schritten 129-132 entspricht dem in den Schritten 116-119. Demgemäß wird, nachdem der Wert der dritten gesteuerten Variablen Q _L durch den vorbestimmten Korrek­ turwert Δ Q ₁ im Sinne einer Anreicherung korrigiert wird, wenn ein instabiler Verbrennungszustand im ersten Zy­ linder 1 a festgestellt wird, der Wert der dritten ge­ steuerten Variablen Q _L zur mageren Seite hin durch er­ höhung um den vorbestimmten Korrekturwert Δ Q ₂ nachge­ führt, wann immer der Zählwert M des vierten Zählers den vorbestimmten Wert M ₂ erreicht, jedoch nur dann, wenn festgestellt wird, daß sich der erste Zylinder 1 a in einem stabilen Zustand befindet, nachdem der Zähl­ wert K des dritten Zählers den vorbestimmten Wert K ₂ erreicht hat. Auf diese Weise wird die Brennstoffein­ spritzmenge des ersten Zylinders 1 a fortschreitend um den vorbestimmten Wert Δ Q ₂ im Sinne einer Anreicherung geändert, um eine instabile Verbrennung im ersten Zy­ linder 1 a zu erzeugen. Dann wird die Brennstoffein­ spritzmenge für den ersten Zylinder 1 a durch den vorbe­ stimmten Wert Δ Q ₁ zur mageren Seite hin korrigiert, um den Verbrennungszustand im ersten Zylinder 1 a zu sta­ bilisieren, wenn ein instabiler Verbrennungszustand im ersten Zylinder 1 a festgestellt wird.

Wenn dagegen im Schritt 122 festgestellt wird, daß der im Schritt 121 identifizierte Zylinder nicht der erste Zylinder 1 a ist, dann geht das Programm in den Schritt 133 über, in welchem der Endwert Q für die Brennstoff­ einspritzmenge durch Herabsetzung des im Schritt 104 erhaltenen Grundwertes Q _B um die im Schritt 125 erhal­ tene vierte gesteuerte Variable Q _C bestimmt und der End­ wert R für den Zündzeitpunkt gleich dem im Schritt 104 erhaltenen Grundwert R _B gesetzt werden. Das heißt, daß die Brennstoffeinspritzmenge für die Zylinder 1 b-1 d auf der Grundlage der vierten gesteuerten Variablen Q _C gesteuert werden. Die vierte gesteuerte Variable ent­ spricht der dritten gesteuerten Variablen, die zur Sta­ bilisierung des Zylinders 1 a korrigiert wurde, und da­ her wird in den Zylindern 1 b-1 d ein stabiler Zustand aufrechterhalten.

Um beim fünften bis siebenten Ausführungsbeispiel das Klopfen und die Brennstoffeinspritzmenge zu regulieren, können ein Abgasrückführungsverhältnis oder ein Vorver­ dichtungsdruck als Parameter zur Steuerung eines Ver­ brennungszustandes einer Maschine verwendet werden. Im Falle, daß diese Parameter zur Steuerung des Klopfens und der Brennstoffeinspritzmenge einer Maschine einge­ setzt werden, sollte die Steuerung einer Maschine auf der Grundlage eines Maximalwertes des Innendrucks eines Zylinders, eines Kurbelwinkels bei maximalem Innendruck oder eines Durchschnittswertes des effektiven Innen­ druckes bewirkt werden.

Weiterhin wird bei den erwähnten fünften bis siebenten Ausführungsbeispielen der Innendrucksensor 3 durch einen Vibrationssensor ersetzt.

Anstelle nur eines Klopfsensors kann bei den fünften bis siebenten Ausführungsbeispielen eine Mehrzahl von Klopfsensoren verwendet werden. In diesem Fall wird eine Mehrzahl von Ausgangssignalen der Klopfsensoren über eine Analog/Multiplexerschaltung in eine Klopfdetektorschaltung 41 und eine Spitzenwert-Halteschaltung 47 geführt. Weiterhin sollte die Bestimmung des ersten Zylinders im Schritt 110 oder 121 des fünften Ausführungsbeispiels so abgeändert werden, daß die mit einem Klopfsensor ausgerüsteten Verbrennungszylinder bestimmt werden.

Die fünften bis siebenten Ausführungsbeispiele können so modifiziert werden, daß die Zündzeitpunkte der Ver­ brennungszylinder ohne Klopfsensor auf der Grundlage einer zusätzlichen Steuervariablen gesteuert werden. Die zusätzlich gesteuerte Variable wird unabhängig auf der Grundlage von Ausgangss 00649 00070 552 001000280000000200012000285910053800040 0002003905498 00004 00530ignalen der Klopfdetektor- und Spitzenwert-Halteschaltung oder auf der Grundlage von gesteuerten Variablen für die Steuerung eines Ver­ brennungszustandes in den Zylindern mit einem Klopf­ sensor berechnet. Um diese Modifikation zu erzielen, sollte die Berechnung der zusätzlichen gesteuerten Variablen, des Zündzeitpunktes und der Brennstoffein­ spritzmenge zwischen den Schritten 110 und 120 oder den Schritten 122 und 133 in Fig. 14 erfolgen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungsbedingung bei einer Verbrennungsmaschine mit mehreren Ver­ brennungszylindern, gekennzeichnet durch eine Detektoreinrichtung zur Erfassung eines Be­ triebszustandes der Maschine,
eine Detektoreinrichtung zur Erfassung eines Ver­ brennungszustandes in wenigstens einem vorbestimmten Verbrennungszylinder, und
eine Steuereinrichtung zur Steuerung wenigstens eines Verbrennungsbedienungs-Steuerparameters in Ab­ hängigkeit vom Ausgangssignal der Einrichtungen zur Erfassung eines Betriebszustandes und eines Ver­ brennungszustandes zur Erzielung eines optimalen Verbrennungszustandes in jedem der Verbrennungszy­ linder der Maschine.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung umfaßt:
eine Einrichtung zur Einstellung des Verbrennungs- Steuerparameters auf einen ersten Wert, der geeignet ist für eine Betriebsbedingung der Maschine in Ab­ hängigkeit vom Ausgangssignal der Detektoreinrich­ tung für den Betriebszustand und der anhand vorge­ gebener Datentabellen berechnet wird,
eine Einrichtung zur Änderung des Wertes des Ver­ brennungs-Steuerparameters des vorbestimmten Ver­ brennungszylinders, um einen zweiten Wert des Ver­ brennungs-Steuerparameters zu erhalten, welcher ge­ eignet ist, eine instabile Verbrennung in dem vor­ bestimmten Verbrennungszylinder zu bewirken,
eine erste Abgleicheinrichtung zum Abgleich des Wertes des Verbrennungs-Steuerparameters des vorbe­ stimmten Verbrennungszylinders auf der Grundlage eines von der Detektoreinrichtung für den Verbren­ nungszustand erfaßten Wertes, um einen dritten Wert des Verbrennungs-Steuerparameters zu erhalten, der eine optimale Verbrennung in dem vorbestimmten Ver­ brennungszylinder bewirkt, und
eine zweite Abgleicheinrichtung zum Abgleich des Wertes des Verbrennungs-Steuerparameters für die anderen als den vorbestimmten Verbrennungszylinder in Abhängigkeit von einem von der Detektoreinrich­ tung für den Verbrennungszustand erfaßten Wert oder einer Differenz zwischen dem zweiten und dritten Wert des Verbrennungs-Steuerparameters für den vor­ bestimmten Verbrennungszylinder.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung weiterhin eine Prüfein­ richtung zur Beurteilung des Betriebszustandes der Maschine auf der Grundlage des Ausgangssignals der Detektoreinrichtung für den Betriebszustand und zum Halten des Verbrennungs-Steuerparameters für den vorbestimmten Verbrennungszylinder auf dem gleichen Wert wie dem für andere Verbrennungszylinder, die dem vorbestimmten Betriebszustand der Maschine unter­ worfen sind, aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung weiterhin eine Betätigungs­ einrichtung für die zweite Abgleicheinrichtung auf­ weist, derart, daß diese nur wirksam ist, wenn die Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Wert des Verbrennungs-Steuerparameters für den vorbe­ stimmten Verbrennungszylinder größer ist als ein vorbestimmter Wert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungs-Steuerparameter ein Zündzeit­ punkt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung für den Verbrennungszu­ stand einen Klopfsensor aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung für den Betriebszustand die Maschinengeschwindigkeit und Maschinenlast er­ faßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung umfaßt:
eine Einrichtung zur Einstellung der Verbrennungsbe­ dingungs-Steuerparameter auf jeweils erste Werte, die geeignet sind für eine Betriebsbedingung der Maschine in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der De­ tektoreinrichtung für einen Betriebszustand der Ma­ schine,
eine Einrichtung zur Änderung des Wertes wenigstens eines der Verbrennungs-Steuerparameter zur Steuerung einer Verbrennungsbedingung für den vorbestimmten Verbrennungszylinder der Maschine, um einen zweiten Wert für die Verbrennungs-Steuerparameter zu erhal­ ten, der geeignet ist, eine instabile Verbrennung in dem vorbestimmten Verbrennungszylinder zu bewir­ ken,
eine erste Abgleicheinrichtung zum Abgleich des Wertes wenigstens eines der Verbrennungs-Steuerpara­ meter zur Steuerung einer Verbrennungsbedingung in dem vorbestimmten Verbrennungszylinder auf der Grund­ lage eines von der Detektoreinrichtung für den Ver­ brennungszustand erfaßten Wertes, um einen dritten Wert des Verbrennungs-Steuerparameters zu erhalten, der eine optimale Verbrennung in dem vorbestimmten Verbrennungszylinder bewirkt, und
eine zweite Abgleicheinrichtung zum Abgleich des Wertes wenigstens eines der Verbrennungs-Steuerpara­ meter zur Steuerung der Verbrennungsbedingung für die anderen als den vorbestimmten Verbrennungszy­ linder auf der Grundlage eines von der Detektorein­ richtung für den Verbrennungszustand erfaßten Wertes oder einer Differenz zwischen dem zweiten und dritten Wert eines der Verbrennungs-Steuerparameter zur Steuerung einer Verbrennungsbedingung für den vorbe­ stimmten Verbrennungszylinder.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung weiterhin eine Prüfein­ richtung zur Beurteilung des Betriebszustandes der Maschine in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der De­ tektoreinrichtung für den Betriebszustand und zum Halten des Verbrennungs-Steuerparameters für den vorbestimmten Verbrennungszylinder auf dem gleichen Wert wie dem für andere Verbrennungszylinder, wenn die Maschine sich in einem vorbestimmten Betriebszu­ stand befindet, aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine durch die erste Abgleicheinrichtung eingestellte Verbrennungs-Steuerparameter verschie­ den ist von dem einen durch die Einrichtung zur Ände­ rung des Wertes geänderten Verbrennungs-Steuerpara­ meter, und daß der eine durch die zweite Abgleich­ einrichtung eingestellte Parameter dem einen durch die erste Abgleicheinrichtung eingestellten Verbren­ nungs-Steuerparameter entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Änderung des Wertes wenigstens eines der Verbrennungs-Steuerparameter für den vor­ bestimmten Verbrennungszylinder diesen stufenweise verändert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung weiterhin eine Einrichtung zur Auswahl eines der Verbrennungs- Steuerparameter in Abhängigkeit von einem Augangs­ signal der Detektoreinrichtung für den Betriebszu­ stand aufweist, derart, daß der ausgewählte Para­ meter durch die Einrichtung zur Änderung des Wertes verändert wird und die Art des ausgewählten Para­ meters die gleiche ist wie die der durch die erste und zweite Abgleicheinrichtung eingestellten Para­ meter.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung weiterhin einer Einrich­ tung zur Auswahl eines der Verbrennungs-Steuerpara­ meter in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Detektoreinrichtung für den Betriebszustand auf­ weist, derart, daß der ausgewählte Parameter durch die erste und zweite Abgleicheinrichtung eingestellt wird, nachdem ein oder mehrere Verbrennungs-Steuer­ parameter geändert wurden, um eine instabile Ver­ brennung in dem vorbestimmten Verbrennungszylinder zu erzeugen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Verbrennungs-Steuerparameter ein Zünd­ zeitpunkt und ein anderer eine Brennstoffeinspritz­ menge sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung für den Betriebszustand die Maschinengeschwindigkeit, die Maschinenlast und die in die Verbrennungszylinder eingeführte Luft­ menge erfaßt.